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阔叶材的显微构造识别

编辑:济南荣昌家具有限公司  时间:2012/04/26  字号:
摘要:阔叶材的显微构造识别
阔叶材的构造比较复杂,在国产阔叶材中,除少数树种如水青树(Tetracentron sinense)、昆栏树(Trochodendron aralioides)外,都具有导管,因此称为有孔材(porous wood)。阔叶材主要有导管分子、木纤维、轴向薄壁组织和木射线等分子组成。与针叶材比较,阔叶材组成分子种类多,其导管分子在细胞成熟发育阶段的横向扩展使出其微观构造特征排列较针叶材复杂,排列不规则和不整齐。
  1 阔叶材显微构造的特点
  (1)组成复杂 主要细胞有木纤维50%,导管分子20%,木射线17%,轴向薄壁细胞13%(图2-29)。
  (2)排列不整齐 主要细胞在木材横切面上排列不整齐。
  (3)木射线发达 木射线多为2列或以上,全部由射线薄壁细胞组成。
  (4)轴向薄壁组织丰富(4)轴向薄壁组织丰富 多数树种轴向薄壁组织含量较多,分布的形态也多种多样。
  (5)材质不均匀 由于组成复杂,排列不整齐,所以阔叶材材质不均匀。
  2 导管与导管分子
  导管是由一连串轴向细胞形成的无一定长度的管状组织,构成导管的单个细胞称为导管分子(vessel element)。导管分子的横切面一般呈圆孔状,故称为管孔(pore)。导管是由管胞演化而成的一种进化组织,专司输导作用。导管分子发育的初期具初生壁和原生质、不具穿孔,以后随其面积逐渐增大,但其长度无变化或变化极小,待其体积发育到最大时,次生壁与纹孔均已产生,同时两端有开口形成,即导管分子穿孔(图2-30)。
  2.1 导管分子的形状和大小
  (1)导管分子的形状 导管分子的形状不一,随树种而异,常见有鼓形、纺锤形、圆柱形和矩形等(图2—31)。一般环孔材早材部分的导管分子多为鼓形,而晚材部分的导管分子多为圆柱形和矩形,这是比较进化的特征。而呈纺锤形的导管分子则是原始的特征。
  (2)导管分子的大小和长度 导管分子的大小不一,随树种及所在部位而异。大小以测量弦向直径为准。通常将弦向直径小于100μm者为小,100~200μm定为中等,大于200μm者为大。
  导管分子长度在同一树种中因树龄、部位而异,不同树种因遗传因子等影响差异更大,短者可小于175μm,长者可大于l900μm。通常将长度小于350μm为短,350~800μm为中等,大于800μm为长。环孔材早材导管分子较晚材短,散孔材则长度差别不明显。较进化树种的导管分子较短,而较原始树种的导管分子较长。
  2.2 管孔的分布与组合
  (1)管孔的分布 根据管孔的分布状态,可将木材分为环孔材、散孔材、半散(环)孔材、辐射孔材、横列孔材、花彩孔材。这在宏观构造中已经介绍。
  (2)管孔的组合 管孔的组合可分为如下四种。
  单管孔:指管孔单独分布在木材中,不与其它管孔发生任何联系,四周由其它组织所包围的管孔(图2—32A)。如桉木(Eucalyptus spp.)等。
  复管孔:指为二至数个管孔相邻成径向或弦向排列,除了在两端的管孔仍为圆形外,中间部分的管孔则为扁平状的一组管孔(图2—32B)。如桦木(Betula spp.)。
  管孔链:指一串互相连接的单管孔,沿径向排列,但各自仍保持原来的形状的管孔(图2—32C)。如冬青(Ilex purpurea)。
  管孔团:指多数呈圆形或不规则形状的管孔聚焦在一起或集团状(图2—32D)。如桑树(Morus alba)、榆树(Ulmus pumila)。
  2.3 导管分子的穿孔
  两个导管分子之间底壁相通的孔隙称为穿孔(perforation)。在两个导管分子之间底壁连接部分的细胞壁称为穿孔板。穿孔板的形状随它的倾斜度而不同。如穿孔板与导管分子的长轴垂直则为圆形。随着穿孔板倾斜度的大小,穿孔有各种形态,如卵圆形、椭圆形及扁平行。穿孔起源于导管分子在发育过程中,纹孔膜的消失而形成各种类型。根据纹孔膜消失的情况,穿孔可分为两大类型。
  (1)单穿孔(simple perforation) 穿孔板上具有一个圆或略圆的开口。导管分子在原始时期为一个大的纹孔时,当导管发育成熟后,导管分子两端的穿孔板全部消失而形成的穿孔称为单穿孔,绝大多数的树种其导管分子为单穿孔(图2—33A)。单穿孔为比较进化树种的特征。
  (2)复穿孔(multiple perforation) 导管分子两端的纹孔在原始时期,为许多平行排列的长纹孔对,当导管分子发育成熟,纹孔膜消失后,在穿孔板上留下很多开口。复穿孔也可分为三种类型。
  梯状穿孔(scalariform perforation plate):指穿孔板上具有平行排列扁而长的复穿孔(图2—33B),如枫香(Liquidambar formosana)、光皮桦(Betula luminifera)。
  网状穿孔(reticulate perforation plate):指穿孔板上具有网状复穿孔(图2—33C),如虎皮楠属(Daphniphyllum)、杨梅属(Myrica)。
  筛状(麻黄)穿孔(ephedroid perforation plate):指穿孔板上具有一小群圆形小孔的复穿孔(图2—33D)。如麻黄属(Ephedra)。
  在同一树种中,若单穿孔与梯形穿孔并存,则早晚材导管也有显著的差别,早材导管多为单穿孔,而晚材导管多为梯形穿孔。如水青冈(Fagus longipetiolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、楠木(Phoebe zhennan)、含笑(Michelia figo)等树种。
  2.4 导管壁上纹孔的排列
  导管与木纤维、管胞、轴向薄壁细胞及射线薄壁细胞之间的纹孔,一般无固定排列形式,但导管与导管之间的纹孔,常有一定的排列形式,为木材鉴定的重要特征之一。其排列形式有三种(图2—34)。
  (1)梯列纹孔(scalariform pitting) 指长形的纹孔与导管的长轴作垂直方向的排列,纹孔的长度常常和导管的直径几乎相等,如木兰(Magnolia liliflora)等。
  (2)对列纹孔(opposite pitting) 指方形或长方形纹孔作上下左右对称的排列,呈水平状对列或短水平列,如鹅掌楸(Liriodenron chinense)。
  (3)互列纹孔(alternate pitting) 指圆形或多角形的纹孔,作上下左右交错的排列。若纹孔排列得非常密集,则纹孔呈六角形,类似蜂窝状,若纹孔排列比较稀疏则近似圆形,阔叶材绝大多数的树种为互列纹孔,如杨树(Populus spp.)、香樟。
  2.5 导管壁上的螺纹加厚
  螺纹加厚为部分导管分子次生壁内壁上的特征,虽不多见,但它是阔叶材鉴定的重要特征之一。在阔叶树环孔
  材中,螺纹加厚一般常见于晚材导管分子内壁。如榆属(Ulmus)、朴属(Celtis)及黄菠萝(Phellodendron amurense)等树种,晚材小导管中常有螺纹加厚。有的树种螺纹加厚遍及全部导管,如冬青、槭树(Acer Spp.)等。有的仅在导管的梢端,如枫香。热带木材常缺乏螺纹加厚。螺纹加厚一般多存在于具单穿孔的木材导管中,或在具有单穿孔和梯状穿孔同时存在的树种中(图2—35)。
  2.6 导管的内含物
  导管的内含物主要有侵填体与树胶两种,侵填体常见于寒温带及亚热带具有大导管,尤其环孔材树种的心材,而树胶则多见于热带树种的心材部分。
  侵填体是由导管周围的薄壁细胞或射线薄壁细胞在具有生活力时,经过导管壁的纹孔口进入导管内,以至填塞导管腔的一部分或全部而形成的(图2—36A)。由于侵填体堵塞了导管,所以具侵填体的树种,一般耐久性较高。但木材透水性小,改性剂不易渗入,影响木材改性处理效果。
  树胶在导管中作不规则块状或隔膜状填充在导管腔中,而将导管封闭。树胶的颜色一般为红色或褐色,但芸香科(Rutaoeae)所含树胶为黄色,乌木(Diospyros spp.)所含树胶为黑色,苦楝(Melia azedarach)、香椿(Toona sinensis)等木材导管内则含红色或黑褐色的树胶
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